WO2011144279A1 - Verfahren zum betreiben eines kraftfahrzeugs, sowie kraftfahrzeug - Google Patents

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drive
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drive mode
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Karl-Heinz Meitinger
Peter Kunsch
Dirk Isgen
Michael Wein
Tilo Koch
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Audi Ag
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Definitions

  • the invention relates to a method for operating a motor vehicle, which has the property that it can be moved in at least two drive modes, wherein these modes differ from one another with respect to at least one wheel, whether this wheel is driven or not. It also concerns a motor vehicle.
  • the motor vehicle is also presumed to have a so-called active chassis, i. H. that settings can be made on a chassis device during ongoing operation of the motor vehicle.
  • a driver who knows his vehicle is set to understeer or oversteer.
  • the suspension device is active: In a change of the drive mode namely an automatic change takes place with respect to at least one possible on the suspension device of the motor vehicle setting.
  • the setting on the suspension device can be designed such that is provided to a greater extent for a safety of the vehicle occupants.
  • first toe angle and / or camber angle on at least one wheel of the motor vehicle can be changed. These determine the self-steering behavior.
  • a wheel load (force) acting on it along the vehicle's vertical axis is changed by the active suspension device on at least one wheel.
  • This can be z. B. according to DE 10 2007 060 876 A1 by an electromechanical transducer in a damper of the motor vehicle, which prevents a roll and has the function of a wheel on two sides of the motor vehicle with each other coupling stabilizer.
  • a stabilizer is a simple spring. If the rigidity of the stabilizer The spring, changed, also changes along the vehicle vertical axis acting wheel load, ie force on the wheel. The stiffness can be changed by the fact that between two spring parts, an actuator is coupled.
  • the wheel load can also be changed in the range of a shock absorber by a regulation, and further manipulated variables can be z. B. at a superposition steering or a rear axle steering define.
  • the change with respect to the adjustment to the suspension device takes place in such a way that a variable describing the self-steering behavior of the motor vehicle assumes a predetermined value, which depends on the drive mode. This variable is preferably the self-steering gradient.
  • the dependence on the drive mode is expressed by the fact that the variable, in particular the self-steering gradient, is different in each case. So z. B. for a rear-wheel drive, a stronger understeer be sensible than in a front-wheel drive (front-wheel drive), because in the rear-wheel drive by the driving forces immanent oversteer is already specified. In this respect, there is then consciously a difference in the self-steering gradient as a function of the drive mode.
  • the self-steering gradient to change as little as possible during a change of the drive mode, namely at most 15%, preferably at most 10%, particularly preferably at most 5%, very particularly preferably at most 2 or 1, 5 or 1% changes.
  • the driver has the feeling that the motor vehicle behaves in the same way as before, even if the drive mode has changed. Then driver does not have to change to the change in the drive mode, and he can drive the vehicle safely.
  • the motor vehicle according to the invention uses an active suspension device, that is to say a suspension device, on which the automatic making of adjustments is possible.
  • a control device can bring about an automatic change with respect to at least one setting that is possible on the chassis device of the motor vehicle when the drive mode changes.
  • the motor vehicle according to the invention thus has an active chassis device, which is assigned a control device which is designed for automatically carrying out the method, wherein preferred embodiments of the method are preferably also implemented by the control device.
  • Fig. 1 is a flowchart for explaining an embodiment of the method according to the invention.
  • the drive mode can, for. B. a rear-wheel drive, a front-wheel drive or an all-wheel drive.
  • two drive modes with respect to at least one wheel of the motor vehicle differ in whether it is driven or not.
  • the motor vehicle should enable at least two such drive modes.
  • the lane and camber are set in step S14, and the wheel load on the wheels is set in accordance with step S16, e.g. B. by the so-called stiffness is adjusted accordingly to a so-called stabilizer, ie a wheel on two sides of the motor vehicle coupling spring together.
  • step S18 it is now checked whether something has changed in the drive mode. This can be caused by the driver, or by an automatic control system.
  • step 18 tracks become as direct as possible with the change and camber newly set in step S20, and the wheel load is also reset in step S22.
  • the aim in this case is that the motor vehicle has the same self-steering gradient for all drive modes, ie the ratio of steering wheel angle to vehicle speed in the event that a circle with a constant radius is driven.
  • the self-steering gradient may be in the understeer area when the drive mode is a rear-wheel drive.
  • step S18 is again entered and checked as to whether the drive mode has changed or should change until this is the case again and steps S20 and S22 are again run through.
  • step S24 branches from the flowchart, according to which the operation of the vehicle is terminated, that is, the vehicle is stopped and switched off.
  • the invention optimally adjusts track and camber and wheel load to match the drive mode so that the driver can safely guide the vehicle, either because he knows and can optimally know his own steering behavior, or because the self-steering behavior is optimally matched to the drive mode ,

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Abstract

Ein Kraftfahrzeug kann mehrere Antriebsmodi haben, z. B. Heckantrieb, Allradantrieb, Frontantrieb. Vorliegend wird eine aktive Fahrwerkseinrichtung dazu genutzt, abhängig vom Antriebsmodus unterschiedliche Einstellungen vorzunehmen, z. B. bezüglich des Spur- und Sturzwinkels eines Rades oder auch bezüglich von Radlasten. Dadurch kann das Fahrverhalten jeweils optimal auf den Antriebsmodus abgestimmt werden oder umgekehrt so gestaltet werden, dass sich ein Wechsel des Antriebsmodus für den Fahrer nicht spürbar auswirkt.

Description

Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, sowie Kraftfahrzeug
BESCHREIBUNG: Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, das die Eigenschaft hat, dass es in zumindest zwei Antriebsmodi fahrbar ist, wobei sich diese Modi bezüglich zumindest eines Rades darin voneinander unterscheiden, ob dieses Rad angetrieben wird oder nicht. Sie betrifft auch ein Kraftfahrzeug.
Bekannt sind z. B. die Antriebsmodi„Vorderradantrieb",„Heckantrieb" oder „Allradantrieb".
Zum Kraftfahrzeug ist ferner vorausgesetzt, dass es über ein so genanntes aktives Fahrwerk verfügt, d. h. dass an einer Fahrwerkseinrichtung im laufenden Betrieb des Kraftfahrzeugs Einstellungen vornehmbar sind.
Damit ein Kraftfahrzeugführer ein Kraftfahrzeug sicher fahren kann, muss er ein Gespür für das Kraftfahrzeug und seine Fahreigenschaften entwickeln. Wichtig ist z. B., dass der Fahrzeugführer das so genannte Eigenlenkverhalten des Kraftfahrzeuges kennt. Dieses lässt sich quantitativ durch den Eigenlenkgradienten angeben. Es handelt sich hierbei um eine Kennzahl, die für die Bedingung, dass das Kraftfahrzeug in einem Kreis mit konstantem Radius fährt, das Verhältnis des einzuschlagenden Lenkradwinkels zur Ge- schwindigkeit des Kraftfahrzeugs wiedergibt. Bei einem so genannten Untersteuern muss der Fahrzeugführer mehr lenken als eigentlich notwendig wäre, bei einem Übersteuern weniger lenken.
Ein Fahrzeugführer, der sein Kraftfahrzeug kennt, ist auf das Untersteuern beziehungsweise Übersteuern eingestellt.
Es kann nun sein, dass bei ein- und demselben Kraftfahrzeugführer der Antriebsmodus geändert wird. Dies kann aufgrund einer Fahrereingabe erfolgen. Es kann aber auch sein, dass eine Steuereinheit einen Wechsel des Antriebsmodus bewirkt; das ist z. B. bei Hybridfahrzeugen häufig der Fall, die neben einem Verbrennungsmotor einen elektrischen Antrieb aufweisen, der je nach Bedarf zu- oder abgeschaltet wird. Es ist zu vermeiden, dass der Fahrzeugführer durch einen solchen Wechsel im Antriebsmodus aufgrund eines von ihm ungewohnten Fahrverhalten des Kraftfahrzeugs in eine gefährliche Situation gelangt oder auch nur das Führen des Kraftfahrzeugs als inkomfortabel, z. B. mit dem Gefühl einer Unsicherheit einhergehend, empfindet.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Weg aufzuzeigen, wie in erhöhtem Maße für eine Sicherheit beim Führen eines Kraftfahrzeugs gesorgt werden kann.
Die Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst, hinsichtlich des Kraftfahrzeugs durch den Gegenstand des Patentanspruchs 8.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit ausgenutzt, dass die Fahrwerkseinrichtung aktiv ist: Bei einer Änderung des Antriebsmodus erfolgt nämlich eine automatische Änderung bezüglich zumindest einer an der Fahrwerkseinrichtung des Kraftfahrzeugs möglichen Einstellung.
Mit anderen Worten ist es eine Eingangsgröße für die aktive Fahrwerkseinrichtung, dass mitgeteilt wird, wie der Antriebsmodus aussieht. Dann kann die Einstellung an der Fahrwerkseinrichtung derart gestaltet werden, dass in erhöhtem Maße für eine Sicherheit der Fahrzeuginsassen gesorgt ist.
Bei einem aktiven Fahrwerk lassen sich zunächst Spurwinkel und/oder Sturzwinkel an zumindest einem Rad des Kraftfahrzeugs ändern. Diese be- stimmen das Eigenlenkverhalten.
Genauso ist es auch möglich, dass durch die aktive Fahrwerkseinrichtung an zumindest einem Rad eine auf dieses längs der Fahrzeughochachse wirkende Radlast (Kraft) geändert wird. Dies kann z. B. gemäß der DE 10 2007 060 876 A1 durch einen elektromechanischen Wandler in einem Dämpfer des Kraftfahrzeugs erfolgen, der ein Wanken verhindert und die Funktion eines Räder an zwei Seiten des Kraftfahrzeugs miteinander koppelnden Stabilisators aufweist. In einer einfachen Ausführungsform ist ein solcher Stabilisator eine einfache Feder. Wird die Steifigkeit des Stabilisa- tors, nämlich der Feder, geändert, ändert sich auch die längs der Fahrzeughochachse wirkende Radlast, also Kraft auf das Rad. Die Steifigkeit lässt sich dadurch ändern, dass zwischen zwei Federteilen ein Aktuator eingekoppelt wird.
Die Radlast kann auch im Bereich eines Stoßdämpfers durch eine Regelung geändert werden, und weitere Stellgrößen lassen sich z. B. an einer Überlagerungslenkung oder einer Hinterachslenkung definieren. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung erfolgt die Änderung bezüglich der Einstellung an der Fahrwerkseinrichtung derart, dass eine das Eigenlenkverhalten des Kraftfahrzeugs beschreibende Größe einen vorbestimmten Wert einnimmt, der von dem Antriebsmodus abhängig ist. Bevorzugt ist diese Größe der Eigenlenkgradient.
Es lässt sich somit festlegen, in welchem Ausmaß das Kraftfahrzeug übersteuert, normal fährt oder untersteuert, und zwar in definierter Weise, und dies abhängig vom Antriebsmodus.
Es ist möglich, dass sich die Abhängigkeit vom Antriebsmodus darin ausdrückt, dass die Größe, nämlich insbesondere der Eigenlenkgradient, jeweils verschieden ist. So kann z. B. für einen Heckantrieb ein stärkeres Untersteuern sinnvoller sein als bei einem Vorderradantrieb (Frontantrieb), weil beim Heckantrieb durch die Antriebskräfte ein immanentes Übersteuern ohnehin vorgegeben ist. Insofern gibt es dann bewusst einen Unterschied in dem Eigenlenkgradienten in Abhängigkeit vom Antriebsmodus.
Alternativ ist es hingegen möglich, dass sich der Eigenlenkgradient bei ei- nem Wechsel des Antriebsmodus gerade möglichst wenig ändert, nämlich höchstens um 15 %, bevorzugt um höchstens 10 %, besonders bevorzugt um höchstens 5 %, ganz besonders bevorzugt um höchstens 2 oder 1 ,5 oder 1 % ändert. In diesem Fall hat der Fahrzeugführer nämlich in jedem Fall das Gefühl, dass sich das Kraftfahrzeug genauso verhält wie zuvor, auch wenn sich der Antriebsmodus geändert hat. Dann muss sich Fahrzeugführer nicht auf die Änderung im Antriebsmodus umstellen, und er kann das Kraftfahrzeug sicher führen. Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug nutzt eine aktive Fahrwerkseinrichtung, also eine Fahrwerkseinrichtung, an der das automatische Vornehmen von Einstellungen möglich ist. Eine Steuerungseinrichtung kann bewirken, dass sich bei einer Änderung des Antriebsmodus eine automatische Ände- rung bezüglich zumindest einer an der Fahrwerkseinrichtung des Kraftfahrzeugs möglichen Einstellung ergibt.
Das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug weist somit eine aktive Fahrwerkseinrichtung auf, der eine Steuerungseinrichtung zugeordnet ist, die zur automa- tischen Durchführung des Verfahrens ausgelegt ist, wobei bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens auch bevorzugt von der Steuerungseinrichtung umgesetzt werden.
Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Be- zug auf die Zeichnung beschrieben, in der
Fig. 1 ein Flussschaubild zur Erläuterung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahren ist. Mit einem in Schritt S10 erfolgenden Start eines Kraftfahrzeugs legt der Fahrzeugführer oder ein Steuerungssystem des Kraftfahrzeugs in Schritt S12 fest, in welchem Antriebsmodus die Fahrt beginnen soll. Der Antriebsmodus kann z. B. ein Heckantrieb, ein Frontantrieb oder ein Allradantrieb sein. Grundsätzlich unterscheiden sich zwei Antriebsmodi bezüglich zumindest eines Rades des Kraftfahrzeugs darin, ob es angetrieben wird oder nicht. Das Kraftfahrzeug soll vorliegend zumindest zwei solcher Antriebsmodi ermöglichen. Passend zu diesem Antriebsmodus werden Spur und Sturz in Schritt S14 eingestellt, und die Radlast auf die Räder wird gemäß Schritt S16 eingestellt, z. B. indem an einem so genannten Stabilisator, also einer Räder an zwei Seiten des Kraftfahrzeugs miteinander koppelnden Feder, die Steifigkeit entsprechend eingestellt wird.
In Schritt S18 wird nun überprüft, ob sich an dem Antriebsmodus etwas geändert hat. Dies kann durch den Fahrer hervorgerufen werden, oder auch durch ein automatisches Steuerungssystem.
Solange keine Änderung im Antriebsmodus erfolgt, wird wiederholt geprüft, ob der Antriebsmodus sich ändert. Sobald sich der Antriebsmodus gemäß Schritt 18 geändert hat, werden möglichst unmittelbar mit der Änderung Spur und Sturz neu eingestellt gemäß Schritt S20, und die Radlast wird gemäß Schritt S22 ebenfalls neu eingestellt.
Ziel ist hierbei gemäß einer Ausführungsform, dass das Kraftfahrzeug bei allen Antriedsmodi denselben Eigenlenkgradienten aufweist, also das Verhältnis von Lenkradwinkel zu Fahrzeuggeschwindigkeit im Falle, dass ein Kreis mit konstantem Radius gefahren wird. Alternativ kann es Ziel sein, den Eigenlenkgradienten passend zu jedem Antriebsmodus in bestimmter Weise festzulegen, um je nach Antriebsmodus für eine optimale Sicherheit zu sor- gen. Beispielsweise kann der Eigenlenkgradient sich in dem untersteuernden Bereich bewegen, wenn der Antriebsmodus einem Heckantrieb entspricht.
Nach Durchlaufen des Schrittes S22 wird wiederum zum Schritt S18 übergegangen und so lange geprüft, ob sich der Antriebsmodus geändert hat oder ändern soll, bis dies wieder der Fall ist und abermals die Schritte S20 und S22 durchlaufen werden. Irgendwann zweigt aus dem Flussschaubild der Schritt S24 ab, demgemäß der Betrieb des Fahrzeugs beendet wird, also das Fahrzeug angehalten und ausgeschaltet wird. Durch die Erfindung wird passend zu dem Antriebsmodus jeweils optimal Spur und Sturz und Radlast so eingestellt, dass der Fahrzeugführer das Fahrzeug sicher führen kann, nämlich entweder, weil er dessen Eigenlenkverhalten optimal kennt und berechnen kann, oder weil das Eigenlenkverhalten optimal auf den Antriebsmodus abgestimmt ist.

Claims

PATENTANSPRÜCHE:
Verfahren zum Betreiben eines Kraftfahrzeugs, das in zumindest zwei Antriebsmodi fahrbar ist, die sich bezüglich zumindest eines Rades des Kraftfahrzeugs darin voneinander unterscheiden, ob es oder ob es nicht angetrieben wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
bei einer Änderung des Antriebsmodus eine automatische Änderung bezüglich zumindest einer an einer Fahrwerkseinrichtung des Kraftfahrzeugs möglichen Einstellung erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Änderung der Einstellung beinhaltet, dass ein Spurwinkel und/oder ein Sturzwinkel an zumindest einem Rad das Kraftfahrzeugs geändert wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Änderung der Einstellung beinhaltet, dass an zumindest einem Rad eine auf dieses längs der Fahrzeughochachse wirkende Radlast geändert wird.
Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Steifigkeit eines Räder an zwei Seiten des Kraftfahrzeugs miteinander koppelnden Stabilisators geändert wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Änderung derart erfolgt, dass eine das Eigenlenkverhalten des Kraftfahrzeugs beschreibende Größe einen vorbestimmten Wert annimmt, der von dem Antriebsmodus abhängig ist.
Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Größe der Eigenlenkgradient ist.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass
sich der Eigenlenkgradient bei einem Wechsel des Antriebsmodus höchstens um 15 %, bevorzugt höchstens um 10 %, besonders bevorzugt höchstens um 5 %, ganz besonders bevorzugt höchstens um 1 % ändert.
8. Kraftfahrzeug, welches zumindest in zwei Antriebsmodi fahrbar ist, die sich bezüglich zumindest eines Rades des Kraftfahrzeugs darin voneinander unterscheiden, ob dieses oder ob dieses nicht angetrieben wird, und mit einer Fahrwerkseinrichtung, die beim Betrieb des Fahrzeugs eine automatische Änderung bezüglich zumindest einer Einstellung ermöglicht,
gekennzeichnet durch
eine Steuerungseinrichtung, die bewirkt, dass bei einer Änderung des Antriebsmodus eine automatische Änderung bezüglich zumindest einer an der Fahrwerkseinrichtung des Kraftfahrzeugs möglichen Einstellung erfolgt.
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